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エネルギー材料：再生可能エネルギー用途向けの3モード熱エネルギー貯蔵材料
Nature 636, 8043 doi: 10.1038/s41586-024-08214-1
化石燃料からの脱却という世界的目標には、再生可能エネルギー源を十分活用するために効率的で安価かつ持続可能なエネルギー貯蔵が必要である。熱エネルギー貯蔵材料とカルノーバッテリーの併用は、エネルギー貯蔵部門に革命をもたらす可能性がある。しかし、安定かつ安価な高エネルギー密度の熱エネルギー貯蔵材料がほとんどないため、この技術の進歩が阻まれている。今回我々は、3つの大きく異なるエネルギー貯蔵モード（すなわち潜熱、熱化学、顕熱）を統合することによって、相乗的に大量の熱エネルギーを貯蔵する、我々の知る限り初の「3モード」材料を報告する。ホウ酸とコハク酸の共晶混合物は、150℃付近で転移し、394 ± 5％ J g−1という記録的に高い可逆的熱エネルギー吸収を示した。我々は、この転移がホウ酸成分の融解を伴うと同時に脱水が起こってメタホウ酸と水になり、溶解して液体になることを示す。メタホウ酸は、液体状態に維持されることによって、容易に再水和し、冷却するとホウ酸の再形成が可能になる。1000回の加熱–冷却サイクルにわたって熱安定性が実証された。この材料は、非常に低コストで環境に優しく持続可能である。今回実証されたこの固体–液体相転移と化学反応の組み合わせは、高エネルギー容量材料の開発に新しい道を開く。
